DE2739787A1 - Sonnenwaerme-kollektor - Google Patents

Description

• Beschreibung
• Die Erfindung betrifft einen Sonnenwärmekollektor gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 Sonnenwärmekollektoren sollen die in der Sonnenstrahlung vorhandene nutzbare Energie in Wärme umwandeln und auf ein Transport-und Speichermedium, zumeist Wasser, übertragen. Die bekannten Sonnenwärmekollektoren bedienen sich dazu eines geschwärzten Blechs als Kollektorschicht, welches an der Unterseite mit einem System von Kanälen oder Rohrleitungen in Wärmekontakt verbunden ist, in welchen Wasser umgepumpt wird und die absorbierte Wärme abführt. Zum Schutz vor Verschmutzung und zur Verminderung von Rückstrahlungsverlueten ist die Oberseite der Kollektorschicht durch eine Glas- oder Kunststoffplatte abgedeckt. Für den Zusammenhalt des Kollektors sorgt eine tragende Rahmenkonstruktion, vorzugsweise aus Metall.
• Wegen der relativ niedrigen Energiedichte der Sonnenstrahlung (in europäischen Breiten beträgt die direkte Solarkonstante etwa /,5 - 6,5 J/cm2 min) benötigt man in der Praxis - etwa zum Beheizen von Wohnhäusern - große Kollektorflächen. Damit kommt den Herstellungskosten der Sonnenwäriekollektoren eine entscheidende Bedeutung für die Wirtschaftlichkeit der Nutzung von Sonnenwärme zu.
• Bisher hat man sich vorwiegend damit befaßt, die Wirtschaftlichkeit durch Erhöhung des thermischen Wirkungsgrades der Kollektoren und durch Verminderung der Kollektorfläche zu erhöhen, z.B. durch Minderung der Rückstrahlungsverluste, Erhöhung der Absorption, Verbesserung der Wärmeableitung u.ä. mehr. Der Einfluß solcher Maßnahmen auf die Wirtschaftlichkeit der Wärmegewinnung ist jedoch recht begrenzt.
• Die Erfindung geht von der Uberlegung aus, daß es zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit der Sonnenkollektoren erfolgversprechender ist, nicht durch Wirkungsgradverbesserung die Kollektorfläche zu verkleinern, sondern statt dessen die Sonnenwärmekollektoren in ihrem Aufbau zu vereinfachen und damit zu verbilligen, so daß das Verhältnis von erzeugter nutzbarer Wärme zum eingesetzten Kapital verbessert wird. Aufgabe der Erfindung ist demgemäß die Schaffung eines Sonnenwärmekollektors der eingangs genannten Art, der infolge kostengünstigerer Herstellbarkeit eine wirtschaftlichere Nutzung der Sonnenwärme ermöglicht.
• Die Erfindung löst diese Aufgabe durch einen Sonnenwärmekollektor mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen. Als Isolierglasscheibe kann ein handelsübliches Produkt in Standardabmessungen verwendet werden, welches entsprechend kostengünstig erhältlich ist.
• Die Isolierglasscheibe verleiht dem Sonnenwärmekollektor die erforderliche Stabilität und macht einen besonderen Tragrahmen entsehrlich. Sie dient zugleich als Träger für die Eollektorschicht und eine an die Kollektorschicht snscbließende Wärmedämmschicht, welche die Kollektorschicht und die Kanäle für die Flüssigkeit (Wasser) abdeckt.
• Die Kanäle können Bestandteil der Kollektorschicht sein. Vorzugsweise sind sie Jedoch in die Schicht aus wärmedämmendem Werkstoff eingeformt und zur Kollektorschicht hin offen. Als wärmedämmende Werkstoffe kommen alle jene infrage, welche ausreichend druckfest, elastisch und temperaturbeständig, bei Verwendung von Wasser in den Kanälen auch frostbeständig sind, sowohl mineralische als auch organische Werkstoffe,vorzugsweise Kunststoffhartschaum.
• Als Kollektorschicht kann man mit Vorteil eine mit einer wärmestrahlungsabsorbierenden Beschichtung versehene Metallfolie oder -blech verwenden, welche mit ihrer beschichteten Seite vollflächig mit der Isolierglasacheihe verhunden ist. Die Verhindung kann durch Kleben oder Löten erfolgen.
• Eine andere vorteilhafte Ausführung sieht als Kollektorschicht eine mit wärmestrahlungsabsorbierendem Pigment, vorzugsweise Ruß, versetzte,glehstoffschicht vor, welche zugleich die Isolierglasscheihe mit~der Schicht aus wärmedämmendem Werkstoff ver= bindet. Als Klebstoff eignet sich ein härtbarer Kunstharzklebstoff.
• Zur Erhöhung der Wärmeleitfähigkeit wird dem Klebstoff vorzugsweise Metallpulver zugesetzt.
• Zur Erhöhung der~Haftfestigkeit der Kollektorschicht auf der Isolierglasscheiee und zur Verminderung von Rückstrahlungsverlusten ist die der Kollektorschicht zugewandte Saite der Isolierglasscheibe vorzugsweise aufgerauht, wobei die Oberflächenrauhigkeit in der Größenordnung von ein his zwei Wellenlängen des sichtharen Lichts (0,4 = 1,5 zur liegt. Ist die Kollektorschicht eine Metallfolie oder -hlech, so ist auch deren der Isolierscheise zugewandte Seite aufgerauht.
• Ein Ausführungsbeispiel des neuen Sonnenwärmekollektors ist in der beigefügten Zeichnung schematisch dargestellt.
• F i g . 1 ist ein Querschnitt durch den Sonnenwärmekollektor, und F i g . 2 ist der Horizontalschnitt II-II gemäß Fig. 1.
• Eine auf der Unterseite aufgerauhte, aus zwei Glasplatten zusammengesetzte und am Rand 2 verschmolzene Isolierglasp1stt 1 ist auf ihrer Unterseite mit einer wärmestrahlungsabsorbierenden Metallfolie 3 fest und vollflächig verbunden.
• Auf die Metallfolie 3 wiederum ist eine Kunststoffhartschaumplatte 4 aufgeklebt oder aufgeschmolzen. Quer zur Metallfolie 3 führen an den Schmalseiten des Sonngnwärmekollektors ein Wasserzulaufstutzen 5 und ein Wasserablaufstutzen 6 zu einem Verteilerkanal 7 bzw. einem Sammelkanal 8, die parallel zu den Schmalseiten des Sonnenwärmekollektors verlaufen. Die Stutzen 5 und 6 sind in die Kunststoffhartschaumplatte 4 eingekleat.
• Die Kanäle 7 und 8 sind zur Metallfolie 3 hin offen und sind durch ein System von weiteren Kanälen 9, die ebenfalls zur Metallfolie 3 hin offen sind, verrunden. Die Kanäle 9 durchziehen die gesamte Fläche der Kunststoffhartschaumplatte 4 z.B.
• netzartig und werden durch die Verklebung mit der Metallfolie 3 verschlossen. Das Kühlwasser strömt durch den Zulaufstutzen 5 in den Verteilerkanal 7, verteilt sich von dort in die Kanäle 9, wird im Sammelkanal 8 wieder gesammelt und verläßt den Sonnenwärmekollektor durch den Ablaufstutzen 6.

Claims (8)

1. Sonnenwärme-Kollektor Patentansprüche: 1. Sonnenwärmekollektor in Flachbauweise mit einer durch . ~ eine Glasplatte aegedeckten Kollektorschicht, welche die absorbeirte Wärme auf eine Flüssigkeit überträgt, die durch mit der Kollektorschicht verhundene Kanäle strömt,~dadurch gekennzeichnet, daß der Sonnenwärmekollektor ein Verbundkörper ist, der aus einer Isolierglasscheibe~(1 ), einer auf der Isolierglasscheibe (1) einseitig aufgebrachten Kollektorschicht (3 ) und einer auf die Kollektorschicht~(3 ) aufgebrachten Schicht (4) aus wärmedämmenden Werkstoff besteht.
2. 2. Sonnenwärmekollektor nach anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in die Schicht (4) aus wärmedämmendem Werkstoff zur Kollektorschicht (3 ) offene Kanäle (76) für die Flüssigkeit eingeformt sind.
3. 3. Sonnenwärmekollektor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch zekennzeichnet. daß der wärmedämmende Werkstoff ein Kunststoffhartschaum ist.
4. 4. Sonnenwärmekollektor nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kollektorschicht (3 ) eine mit einer wärmestrshlungsaEsorhierenden Beschchtung versehene Metallfolie oder -blech ist, welche mit ihrer beschichteten Seite vollflächig mit der Isolierglasscheibe (1) verbunden ist.
5. 5. Sonnenwärmekollektor nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet. daß die Kollektorschicht (3) eine mit wärmestrahlungsabsorbierendem Pigment versetzte Klebstoffschicht ist, welche die Isolierglasscheibe (1 ) mit der Schicht (4) aus wärmedämmendem Werkstoff verhindet.
6. 6. Sonnenwärmekollektor pach Anspruch 5, dadurch rokennzeichnet, daß dem Klebstoff Metallpulver zugesetzt ist.
7. 7. Sonnenwärmekollektor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch zekennzeichnet. daß die der Kollektorschicht (3 ) zugewandte Seite der Isolierglasscheibe (1 ) aufgerauht ist, wobei die Oberflächenrauhigkeit in der Größenordnung von ein bis zwei Wellenlängen des sichtbaren Lichts (0,4 - 1,5 µ) liegt.
8. 8. Sonnenwärmekollektor nach Anspruch 4 und 7, dadurch gekennzeichnet. daß auch die der Isolierscheiee (1 ) zugewandte Seite der Metallfolie oder -alech aufgerauht ist.